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建筑是用能大戶,建筑節能是發展建筑業的需要。在發達國家,適宜的室溫已經成為一種基本的需要。我國是發展中國家,根據國家的經濟實力,過去國家規定長江以南地區為非采暖區,而長江以南的許多地方冬季潮濕寒冷,夏天悶熱,寒冷和酷暑使人很不舒適。隨著國家建設和經濟的發展,人們生活質量不斷提高,人們對改善大氣環境和對建筑熱環境的要求也不斷提高。長江以南的許多地區,用上了空調。公共建筑有了中央空調,與人生活關系最密切的,占城市建設總量50%~70%的居民住宅則也安裝了各式各樣的空調,住宅建筑耗能迅速增長,其增長速度大大地高于能源生產的增長速度。住宅節能的重要意義已逐步受到建筑師重視。如何在住宅建筑設計中,更好地利用自然能源,提高住宅建筑中能源利用效率,則是建筑師需要探討的課題。
2最基本的節能意識
我國地域遼闊,南北東西各地氣候差異懸殊。我國第ⅰ建筑氣候區的東北地區和第ⅵ建筑氣候區的青藏高原及第ⅶ建筑氣候區的我國西北部地區,冬季嚴寒漫長,第ⅱ建筑氣候區的華北地區,冬季氣候寒冷且持續期長,夏季濕潤炎熱。第ⅲ建筑氣候區的長江中下游及以南的大部分地區,冬季濕冷,夏季悶熱,總之除南方少數地區外,我國絕大部分地區冬季寒冷,夏季炎熱。因此,住宅建筑設計中,主要空間朝向南,或向南偏東,或向南偏西,歷來被認為是合理的設計,這是最基本的節能意識在住宅建筑設計中的應用。在我國的大部分冬冷夏熱地區住宅的總體規劃和單體設計中,為住宅的主要空間爭取良好朝向,滿足冬季的日照要求,充分利用天然能源,無疑是最基本的改善住宅室內熱環境的設計,是最基本的節能措施。因此,我國現行國家標準《住宅設計規范(gb50096-1999)》中規定“每套住宅至少應有一個居住空間能獲得日照,當一套住宅中,居住空間總數超過四個時,其中宜有兩個獲得日照。”在現行國家標準《城市居住區規劃設計規范(gb50180)》中,規定了住宅的日照標準的最低時限。
3住宅的主要空間與建筑節能設計
在我國早期的城市住宅設計中,多以臥室為中心,臥室是住宅中的主要居住空間。當時的住宅,臥室是住宅中唯一的主要空間。在住宅的空間設計中,顯然要將所有的臥室置于日照通風條件最佳的住置,置于南向,為住戶提供最好的享用自然能源的環境。
近年來,隨著國家經濟的發展,人們生活水平提高,住房條件不斷地改善。設計人員經過多年的推敲、探討,住宅內部的休息區,起居活動區及廚衛服務區三大功能,分區更趨向明確合理。住宅中的臥室不再是多功能的,已被更合理地理解為休息區,主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物,要求輕松寧靜,有一定的私密性的空間。白天人們工作、學習、外出,即使在家各種起居活動也不在臥室中。因此以夜間睡眠用為主,白天多是空關著的臥室,向南還是向北,有無直接日照,對于建筑節能而言差別不大。在滿足通風采光,保證窗戶的氣密性和隔熱性的要求下,臥室不向南不影響建筑節能。因此,一套住宅中,臥室已經不是爭取占據南向的唯一主要空間。“廳”在現代住宅中,已成為居住者各種起居活動的主要空間。白天的日照、陽光對于起居活動中心的“廳”來講,更有直接的節能意義。對于上班族來講,由于實行雙休日制度后,白天在家的天數增多了,約占全年總天數的四分之一,對于老年人、嬰幼兒來講,則多數時間是呆在廳里的,即便學生,寒暑假、星期天在家,主要活動空間也是在廳里,所以現在住宅中,廳的面積遠比一個臥室大。白天,廳的使用頻率比臥室高得多,起居廳已是住宅中的活動中心,是現代住宅中的主要空間。所以如果起居廳向南,白天的陽光照著在起居廳活動的人們,其節能效應是不言而喻的。如果是南向起居廳,室內的自然熱環境較好,可以大大地節約采暖和空調的耗能。